近日，2021中國電力規劃發展論壇（第八屆）在北京舉行。論壇以“構建新型電力系統，助力雙碳目標實現”為主題，由中國電力發展促進會、國家電網有限公司發展策劃部、中國南方電網有限責任公司戰略規劃部、電力規劃設計總院、水電水利規劃設計總院聯合主辦。與會專家指出，在實現“雙碳”目標過程中，能源行業扮演著重要角色，承擔著國家能源供應和消費低碳轉型重任。新型電力系統如何構建，電力行業如何轉型發展，新型電力系統調節能力面臨哪些挑戰，成為會議焦點。

探索“雙碳”目標下能源轉型路徑

“我國能源轉型的戰略目標是實現‘雙碳’目標，力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和；實施路徑是要落實兩個構建，即構建清潔低碳安全高效的能源體系、構建以新能源為主體的新型電力系統。”中國科學院院士周孝信提出，新型電力系統具有高比例可再生能源、高比例電力電子裝備、多能互補綜合能源、數字化智能化智慧能源、清潔高效低碳零碳等5個主要特征，以及超導輸電和新型綜合輸能技術等10類關鍵技術。基于非化石能源100%轉化為電能消費的設定，能源系統和電力系統CO2排放均可實現2030年前達峰，2035年風電光伏裝機容量超過裝機總容量50%，2045～2050年間風電光伏發電量超過總發電量50%，2060年風電光伏裝機容量占總量86%，發電量占總量69.2%，化石能源發電基本清零。

對于“雙碳”目標及能源轉型路徑，中國工程院院士薛禹勝認為，需要優化從當前狀態趨于目標狀態的實施路徑，能源領域首當其沖。可再生能源大規模替代火電令電力系統的樞紐角色將更為突出（物理元素），大規模交直流線路及電力電子裝備入網使得動態行為越加復雜（信息元素），大規模新型復合涌現以致輔助服務與需求側參與問題更為緊迫（社會元素）。薛禹勝提出，能源的信息物理社會系統（CPSSE）的三維框架，是實現雙碳戰略目標及能源轉型路徑優化的框架。他認為，需要在CPSSE框架下考慮環境、技術、經濟、社會、行為等的影響，還要加快建立能源風險防御機制、信息安全保障體系、防災減災救災體系。

周孝信指出，我國能源電力轉型路徑選擇圍繞大力開發利用可再生能源等五個方向，并通過非化石能源在一次能源消費中比重、非化石能源發電量在發電量中比重等5項核心指標考核新型電力系統的建設。周孝信稱，新型電力系統是一個綜合能源電力系統，并提出“綜合能源生產單元（IEPU）”設想方案。它既可生產除電外各種綠色燃料，又能以其高靈活調節能力支撐高比例可再生能源電力系統穩定運行，期望能作為火電低碳/無碳轉型路徑方案的一種選擇。

自“雙碳”目標提出以來，能源企業紛紛行動，在新業態新模式方面先行先試、創新引領。主要能源電力企業積極制定“碳達峰、碳中和”行動方案，研討新型電力系統路徑，加大力度推動企業綠色發展和低碳轉型。能源電力企業積極儲備戰略新興技術，在儲能、氫能發展方面先行先試、創新引領。

優化新能源發展區域布局

近年來，我國可再生能源發展成績斐然，但風光電有隨機性、波動性特點，可調、可控性較弱，還面臨土地利用空間約束、高比例新能源與電力安全供應問題、市場化問題。

為此，水電水利規劃設計總院總工程師彭才德提出，新型電力系統需要常規水電、抽水蓄能提供支撐，水風光儲多能互補綜合發展。“十四五”新能源發展要單品種開發與多品種互補并舉、單一場景與綜合場景并舉。“優化區域布局，‘三北’地區推動風光電基地化規模化發展，西南地區統籌推進水風光綜合能源基地開發，中東南部地區重點推動風電光伏就地就近開發，東南部沿海地區積極推進風電集群化開發。落實全國范圍內開展普適性強、普惠性好的新能源開發利用行動，推動新能源與各種開發場地、用能場景深度融合，‘十四五’期間重點開展千家萬戶沐光行動、千鄉萬村馭風行動、城鎮屋頂光伏行動等。”

國家能源局今年6月下發關于報送整縣（市、區）屋頂分布式光伏開發試點方案的通知，9月全國共計有676個縣（市、區）進入試點名單，市場參與主體以國網、華能、國家能源集團、國家電投等央企為主。

“十三五”期間，國網經營區分布式光伏裝機容量年均增長67.3%，預計“十四五”更快。“十三五”期間，低壓分布式光伏占比最高，2020年底占分布式光伏總裝機容量62.1%，而且光伏臺區零散分布，局部地區光伏滲透率較高。國網經濟技術研究院總工程師李敬如表示，整縣屋頂分布式光伏潛力巨大，綜合考慮農村居民住宅屋頂和城鎮公共及工商業屋頂情況，國網經營區屋頂分布式光伏理論可開發潛力分高、中、低方案，分別為8.1億千瓦、11.7億千瓦與15.2億千瓦。

中國華電科工集團公司副總經理單宏勝也在“零碳城鄉”整體方案中提到集中式風電、整縣推進屋頂分布式光伏、氫能綜合利用、生物質能生態循環利用、碳捕集利用與封存等應用場景。

從中長期來看，彭才德提出新能源發展三大方向，包括開發場地融合，比如與建筑物構筑物結合，減輕用地成本，提升單位土地收益的方式；能源開發利用之間的技術融合，如水風光互補，風光與制氫、儲能、光熱等的融合；還有產業發展的融合，如光伏發電與信息數據領域、交通領域的融合等。

提升系統靈活性資源建設

新型電力系統建設要具備靈活調節能力、分布式能源廣泛介入、區域能源自洽等基本要求。為確保電力系統運行的穩定安全，須有電源及時跟隨風光出力的變化，靈活做出調節。

我國電力系統正加速向以新能源為主體的新型電力系統演進。電力系統轉型過程中，電網穩定控制面臨新挑戰。國家電力調度控制中心副主任許濤指出，一方面，電力電子設備引入新型態穩定問題。隨著電力電子設備比例不斷升高，更寬時間尺度的交互影響加強，系統動態特性更加復雜，寬頻振蕩等新型穩定問題涌現。新能源機組在故障擾動期間呈現電流源特性，鉗制電壓能力弱，同時具有電力電子設備普遍存在的脆弱性，面對故障擾動容量脫網，引發新能源大范圍連鎖反應。另一方面，我國高比例新能源電網安全控制更具挑戰。我國單一輸電通道最大容量達到1200萬千瓦，特高壓直流送端已有6個千萬千瓦級新能源基地。“雙高”交直流強耦合電網出現以電壓、諧波、頻率為媒介的連鎖反應。

南網戰略規劃部副總經理彭波也表示，新型電力系統建設面臨持續可靠供電、電網安全穩定、系統總成本上升的挑戰。國網經濟技術研究院總工程師李敬如表示，雙碳背景下，以整縣屋頂分布式光伏開發為代表的大規模新能源并網形式將給我國電力供應、新能源消納、配電系統穩定運行等方面帶來巨大挑戰，面臨電壓越限、線路和配變過載、功率倒送等問題。

“未來五年系統調節能力需求高，新能源消納壓力整體較大。可從挖掘存量電源調節能力，新增一批系統級靈活調節電源，充分發揮需求側響應能力，跨省跨區調節資源互濟等四方面提升系統調節能力。”電力規劃設計總院電力發展院主任工程師王爽提出，從長遠看，儲能是新能源成為主體電源后系統調節能力構建的必然選擇。南網戰略規劃部副總經理彭波也認為，有序發展不同功能定位的儲能項目，可提升電力系統靈活調節能力，保障大規模新能源充分消納及系統運行安全。

截至2020年底，我國電化學儲能裝機規模超過327萬千瓦，其中鋰離子電池儲能占比超過88%；建成了大量的儲能示范工程，有效驗證了儲能新能源平滑、輔助調頻、調峰、緊急功率支持等功能。

“新型儲能技術走的是宏觀需求引導、微觀技術驅動的路徑。”中國電力科學研究院儲能與電工新技術研究所所長劉超群表示，未來要強化產品化與應用技術研究、強化儲能系統性能和安全檢測、強化儲能應用管理體系建設等建議。

李敬如也指出，儲能等靈活性資源對構建新型電力系統、保障電力系統的安全穩定運行具有重要意義，亟需對其優化配置和運行控制策略進行研究。建議從加強場景分析、完善指標體系、健全市場體制三方面推進儲能在電力行業應用。

需求側參與系統調節的潛力有待進一步挖掘。國網能源研究院副院長單葆國提出，推動需求側資源開發利用，健全完善市場機制與商業模式，加強關鍵技術突破，各方聯動配合形成合力。

搶灘能源數字化機遇

隨著終端能源消費電氣化進程加速，基于數字化、智能化的新型配電系統為新型電力系統的重要一環。

中國電力發展促進會常務副會長兼秘書長游敏在開幕致辭中指出，數字化轉型是行業企業實現高質量發展的重要引擎。“大云物移智鏈”等新一代數字技術和能源技術的深度融合與廣泛應用，已成為行業企業高質量發展的新模式、新業態、新途徑。

國網發展部副主任劉勁松表示，國網新能源云的目標，是建設中國特色國際領先的新能源數字經濟平臺，建立“橫向協同、縱向貫通”和“全環節、全貫通、全覆蓋、全生態、全場景”的新能源開放服務體系。

南網戰略規劃部副總經理彭波表示，數字賦能是新型電力系統的顯著特征之一。新型電力系統將呈現數字與物理系統深度融合，以數據流引領和優化能量流、業務流。南網加快電網數字化基礎設施建設，建設完善基于全域傳感的實時測量體系，集成碳監測能力，開展碳追蹤/碳計量/碳認證、減碳診斷和服務。依托強大的“電力+算力”，透過數據關系發現電網運行規律和潛在風險，實現電力系統安全穩定運行和資源大范圍優化配置，使電網具備超強感知能力、智慧決策能力和快速執行能力。

中國大唐新能源科學技術研究院院長李國華表示，大唐展開基于云邊協同的新能源大數據中心建設及風電光伏智能運營技術開發應用等研究，“十四五”將全力打造成為“綠色低碳、多能互補、高效協同、數字智慧”的世界一流能源供應商。